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A USP apresenta uma inovação tecnológica que reduz custos e aumenta a eficiência na produção de hidrogênio verde. O novo eletrolisador sem membrana impulsiona a transição energética e abre caminho para aplicações industriais mais sustentáveis no Brasil
Em 9 de dezembro de 2025, a USP divulgou oficialmente o desenvolvimento de um eletrolisador sem membrana criado por pesquisadores da Escola Politécnica e do RCGI (Research Centre for Greenhouse Gas Innovation). A inovação foi apresentada como um avanço científico que pode reduzir custos e ampliar a viabilidade da produção de hidrogênio verde, considerado um dos combustíveis estratégicos para enfrentar as emissões industriais e acelerar a transição energética global.
Como a USP desenvolveu o eletrolisador sem membrana?
A descoberta ganhou destaque porque a membrana é um dos componentes mais caros e frágeis nos eletrolisadores tradicionais. Sua remoção, mantendo a separação eficiente de gases, pode tornar todo o processo mais barato e mais robusto, ampliando o acesso a uma tecnologia fundamental para setores industriais que ainda dependem de combustíveis fósseis.
O equipamento criado pelos pesquisadores da Poli-USP rompe com o padrão convencional dos eletrolisadores usados na eletrólise da água. Nos modelos tradicionais, a membrana funciona como barreira entre o hidrogênio e o oxigênio produzidos simultaneamente. Entretanto, trata-se de um componente caro, propenso a desgaste e responsável por limitar a eficiência do processo.
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Segundo o engenheiro Vitor Bortolin, eliminar a membrana sempre foi um desafio importante porque sua ausência poderia permitir a mistura de gases, inviabilizando o uso seguro. O novo protótipo contorna esse problema ao utilizar um fluxo líquido para conduzir as bolhas para lados opostos do reator, garantindo a separação desejada e reduzindo a complexidade operacional.
Amaral complementa que a solução aumenta a estabilidade e pode elevar a durabilidade do sistema. Essa abordagem simplificada contribui diretamente para diminuir os custos de produção do hidrogênio obtido por eletrólise, especialmente em plantas industriais que buscam reduzir despesas com manutenção.
Hidrogênio verde e seu papel na descarbonização
O hidrogênio verde tem ganhado relevância no cenário energético global pela capacidade de substituir combustíveis fósseis em aplicações que exigem alta densidade energética. Entre elas estão a fabricação de aço, a produção de fertilizantes, o transporte pesado e até sistemas aeroespaciais.
Quando a eletrólise é alimentada por fontes renováveis, como energia solar ou eólica, o hidrogênio se torna um vetor energético de baixo impacto. Ele não emite dióxido de carbono durante o uso e possui um dos maiores potenciais de armazenamento entre as alternativas disponíveis, o que o torna estratégico para o equilíbrio das redes elétricas.
De acordo com Amaral, armazenar energia excedente em forma de hidrogênio é mais viável do que recorrer a baterias de lítio, principalmente em cenários de grande escala. As baterias demandam materiais caros e têm limitações de vida útil, enquanto o hidrogênio pode ser estocado sem perdas significativas ao longo do tempo. Esse diferencial ajuda a integrar energias renováveis intermitentes a sistemas industriais e logísticos.
Como o avanço contribui para a transição energética com hidrogênio verde
O desenvolvimento realizado pela USP chega em um momento decisivo para a transição energética global. Diversos países estão ampliando investimentos em hidrogênio, incluindo Alemanha, Japão, Chile e Estados Unidos. No Brasil, o tema ganhou destaque em iniciativas recentes que buscam estruturar uma cadeia nacional de produção e exportação.
Bortolin reforça que a queda contínua no custo da energia solar e da energia eólica abre espaço para ampliar a competitividade do hidrogênio verde. Porém, para que isso aconteça de forma acelerada, é necessário reduzir o custo dos eletrolisadores e aumentar sua eficiência — exatamente os dois pontos atacados pela inovação criada pela USP.
Com soluções mais acessíveis, o país pode combinar seu potencial renovável abundante com tecnologia desenvolvida internamente, gerando oportunidades econômicas e fortalecendo sua posição estratégica no mercado global.
Aplicações industriais e desafios para reduzir emissões
O hidrogênio produzido por eletrólise já vem sendo estudado como alternativa de descarbonização em processos industriais considerados difíceis de eletrificar. O setor siderúrgico, por exemplo, depende de combustíveis fósseis para reduzir minérios e alcançar temperaturas elevadas. Segundo Bortolin, o hidrogênio representa a alternativa mais viável para substituir carvão e gás natural nessas operações.
Além disso, o hidrogênio pode ser utilizado para:
- produção de amônia e fertilizantes;
- operações químicas de refino;
- transporte pesado e de longa distância;
- armazenamento sazonal de energia em sistemas renováveis.
No entanto, produzir hidrogênio verde em larga escala exige tecnologias mais eficientes e econômicas. A pesquisa da USP demonstra que há caminhos para reduzir essas barreiras, reforçando que a inovação tecnológica será fundamental para acelerar a transição energética em diferentes segmentos econômicos.
Outros projetos em desenvolvimento no RCGI
A equipe da Poli-USP informou que há outras pesquisas paralelas sobre sistemas de eletrólise e métodos de produção de hidrogênio. Conforme Amaral, o grupo trabalha para consolidar métricas que comprovem a eficiência e a estabilidade dos reatores em diferentes condições operacionais. Essa etapa é essencial para validar o desempenho e iniciar testes de campo.
O novo eletrolisador já passou por experimentos preliminares e apresentou resultados promissores, mas ainda precisa evoluir até atingir níveis aceitáveis de operação contínua. Bortolin afirma que o processo de maturação tecnológica é gradual, envolvendo ajustes e testes repetidos até que o equipamento seja capaz de operar com segurança e estabilidade prolongada.
A perspectiva é que, com o avanço das pesquisas e o apoio institucional da universidade, o equipamento avance para fases posteriores de prototipagem e avaliação industrial.
Importância da inovação tecnológica com hidrogênio verde
A criação de um eletrolisador sem membrana pela USP representa um passo relevante na trajetória brasileira de desenvolvimento em energias renováveis. A inovação tecnológica é fundamental para reduzir custos, aumentar a competitividade e permitir que países com alto potencial solar e eólico ampliem sua participação no mercado internacional de hidrogênio.
Além disso, o Brasil possui características únicas para prosperar nesse setor. Conta com vasta disponibilidade de recursos naturais, capacidade de expansão renovável e crescente interesse de empresas e instituições de pesquisa. Por isso, avançar na pesquisa científica é essencial para consolidar um ecossistema nacional capaz de competir globalmente.
A nova tecnologia criada pelo RCGI demonstra que o país pode desenvolver soluções estratégicas e contribuir para uma matriz energética mais limpa, estável e sustentável. À medida que o hidrogênio verde ganha espaço em agendas internacionais, inovações como essa reforçam o papel do Brasil na economia de baixo carbono, apoiando a indústria, estimulando investimentos e atendendo às demandas climáticas globais.
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